Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Блок интерфейса б обеспечивает связь с устройством ЧПУ б и быстрый останов привода подачи 4 при выходе силы за пределы допуска, установленные для данного цикла. Система обеспечивает до 10' контролируемых циклов, имеет стандартный последовательный интерфейс Гс8232/У24 для передачи и хранения данных и обладает быстродействием до 5 мс при поломке илн катастрофическом износе режущего инструмента. При альтернативных способах контроля за состоянием режущего инструмента путем регистрации сил резания применяют системы, измеряющие силу тока (мощность), потребляемую приводом главного движения и приводами подач (фирмы Раппе, ТозЫЬа, Япония). Для вибродиагностики узлов станков, например подшипников или других узлов трения, применяют датчики виброскорости и ускорения.
Датчики виброскорости работают по электродинамическому принципу, на выходе датчика индуцнруется напряжение, пропорциональное виброскорости. Собственная частота датчиков составляет 8 нли 15 кГц, соответственно рабочий диапазон частоты: 10 (20) †20 Гц !при линеаризацин частотной характеристики нормирующим преобразователем 2(5) †20 Гц!.
Датчики выпускают для измерения виброскорости в горизонтальном или (и) вертикальном направлении, они рассчитаны на максимальное ускорение 10 д и максимальное вибросмещение ь 1 мм. Диапазон измерения скорости 0,05 †5 мм/с, чувствительность 30 мВ на 1 мм/с. Габаритные размеры: датчика — 38Х70 (80), блока преобразователя — !ООХ65 (125Х80) мм.
Датчики такого типа производят фирмы РЬ!1!рз, 8СЬепс!с Аб (Германия) и др. Фирма РЫВрз изготовляет датчики относительной вибрации для измерения вибрации между объектами. В России выпускают вибропреобразователи ДН-8 механических колебаний„включающие в себя сейсмоприемник СГ1-10 (полоса частот !0 — 80 Гц) с электронным блоком индикации. Максимальное 151 9.3. Технические характеристики злектроиных систем идентификации Вга и Вга С вгз в Модель свстеим МЗОХ1,5Х45 М12Х1ХЗ 40Х18Х8 80Х40Х17 М16 ХО,75 Х 1О 22Х!5Х7,5 Размеры метки, мм Объем кодируемой инфор- мации 16 бит 2 КБайт 32 Байт Нет Да Да Запись янформацин с помощью считывающей го- ловки Пользователем или изготовителем Программирование кодовой метки 10; 3,5 Расстояние чтения, мм Размеры головки, мм: диаметр длина ширина высота МЗОХ1,5 60 14,5 35 120 80 45 До 50 Длина кабеля, м Наличие процессора 152 смещение объекта.
под действием вибрации — до 100 мкм, максимальное ускорение 40 О', цена деления 0,2; 2; 20 мкм. На базе этого вибропреобразователя производится прибор ИЭ-1 для индикации дисбаланса шпинделя круглошлифовальных станков. Для слежения за уровнем вибрации в системах управления точностью также широко используют пьезоэлектрические и пьезорезистивные акселерометры. Преимущество акселерометров из пьезоэлектрических материалов состоит в том, что они сами генерируют заряд и не нуждаются в дополнительном источнике питания, могут работать в широком диапазоне температур, имеют малые размеры, и их чувствительность не зависит от длины кабеля.
Пьезорезистивные акселерометры чувствительны к постоянной составляющей сигнала, могут применяться без предварительного усилителя, имеют низкое полное электрическое сопротивление цепи, что упрощает их соединение с устройствами обработки сигнала и обеспечивает высокую устойчивость к внешним помехам. В настоящее время существуют компактные модели как пьезоэлектрических, так и пьезорезистивных акселерометров, имеющих встроенные электронные схемы с выходным сигналом, пропорциональным ускорению, скорости или перемещению. Акселерометры выпускают фирмы Епдечсо 1)К ЬЫ 1Великобритания), Кп!11е, Опо 801сЫ 1Япония), РЫИрз и др.
Ассортимент этих датчиков очень широк. Для акселерометров общего назначения харак- терны следующие параметры: рабочий диапазон измерений 0 — 1000 д, чувствительность 10 мВ/Аг, частота 2 — 5000 Гц, нелинейность менее 1%, размеры 15Х20 мм, масса 25 г. В системах управления тепловыми полями (см. подразд. 9.4) для измерения температуры используют термопары н терморезисторы. Особенно удобны термопары пленочного типа (ге — Сп(Ч(, Си — Сп!Ч1, Ы!Сг— Ы!), с диапазоном измеряемой температуры — 200... +200' С, постоянной времени менее 100 мс, электрическим сопротивлением (0,085 Ом. Терморезисторы являются более точным, чем термопары, но и более дорогим средством измерения температуры (широко распространены платиновые терморезисторы с сопротивлением 100 Ом при 0'С).
При испытаниях станочного оборудования целесообразно использование бесконтактных средств измерения температуры — тепловнзоров. В отдельную группу можно выделить бесконтактные переключатели и датчики кодированной информации. Выпускаются индуктивные, емкостные и оптические бесконтактные переключатели с различными рабочими диапазонами и выходными сигналами (высокий/ /низкий уровень при наличии/отсутствии объекта).
Для распознавания движу!цнхся объектов, например режущих инструментов или палет, разработаны электронные системы идентификации, в которых использу!отея индуктивные датчики кодированной информации. Технические характеристики некоторых нз этих систем производства фирмы ОеЬЬагг! Ва!пЗ ОтЬН Со (Германия) приведены в табл.
9.8. Для идентификации движущегося объекта на нем закрепляется закодированная метка с информацией, которая считывается датчиком (иногда совмещенным с записывающей головкой), расположенным неподвижно в контрольной позиции. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Активный контроль размеров / Под ред. С. С. Волосова. Мс Машиностроение, 1984. 224 с. 2. Бушуев В. В. Компенсация упругих деформаций в станках // Станки и инструмент. 1991.
№ 3. С. 42 — 46. 3. Вальков В. М. Контроль в ГАП. Лл Машиностроение, 1986. 232 с. 4. Воронцов Л. Н., Корндорф С. Ф. Приборы автоматического контроля размеров в машиностроении: Учеб. пособие для вузов по специальности «Приборы точной механики». Мс Машиностроение, 1988. 280 с. 5. Коваль М. И., Ким Е. Н., Коробанов 1О. Я., Лейкум С. В. Автоматическая компенсация погрешности измерительных систем станков с ЧПУ // Станки и инструмент, 1985. № 1. С. 20 — 22. 6. Колесов И. М., Кузнецов А. М., Червяков Л. М. Автоматическое управление в пространстве точностью при торцовом фрезерованни на многошпиндельных станках // Вестник машиностроения. 1979, № 1.
С. 51 — 55. 7. Кондашевский В. В., Лотце В. Активный контроль размеров деталей на металлорежущих станках / Пер. с нем. Омск: Зап:Сиб. изд-во, 1976. 431 с. 8. Корнеев В. Д. Автоматическое управление обработкой деталей фрезсрованием // Вестник машиностроения. 1973, № 4. С. 52 — 56. 9. Коронкевич В. П., Ханов В. А. Современные лазерные интерферометры. Новосибирск: Наука, 1985. 180 с. 10. Ратмиров В. А.
Управление станками гибких цроизводственных систем. М: Машиностроение, 1987. 272 с. 11. Стародубов В. С., Иифагнн С. Д. Метод ускоренной оценки и автоматической компенсации тепловых деформаций металлорежущих станков с ЧПУ. Мл Наука, 1987. С. 57 — 68. 12. Фроман. ГПС в механической обработке: Пер. с франц. Н. А. Шнуровой / Под ред. В. А.
Лещенко. Ма Машиностроение, 1988. 120 с. 153 13. Хофманн Д. Техника измерений и обеспечение качества: Справочная книга / Пер. с ием. Под ред. Л. М. Заков, С, С. Кивилиса. Мл Энергоатомивдат, !983. 472 с. 14. Раи! О. Пап!гу. Согпри!ег 1п!енса!ед Мапо!ас!иг!пн.
Ап 1п!гобисцоп ичч!г Саве 8!иб!ев. Ргеп!!се! На!! 1п!егпапопа1, 1!К, 1.!б., 1986. 513 р. Глава 10 АРХИТЕКТУРА И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМ ЧПУ 10.1. Задачи ЧПУ и их отражение в архитектуре систем ЧПУ На основе соотношения между «задачей ЧПУ», «архитектурой системы ЧПУ», «вычислителем ЧПУ» можно привести бесконечное число реализаций систем ЧПУ к сравнительно лаконичному набору типовых решений. Архитектурой системы ЧПУ называются состав, назначение и порядок взаимодействия программно-аппаратных средств, привлекаемых для решения задач ЧПУ.
Задача ЧПУ вЂ” это проблемная часть системы ЧПУ, связанная с выполнением однородного класса функций. Разработку системы ЧПУ начинают с тщательного формулирования задач ЧПУ, которые в дальнейшем получают архитектурную реализацию. Существуют четыре задачи ЧПУ, вытекающие из необходимого взаимодействия системы управления с двумя компонентами — объектом и окружающей производственной средой. Взаимодействие с объектом (станком) состоит в управлении формообразованием детали (геометрическая задача ЧПУ), в управлении цикловой автоматикой станка (логическая задача ЧПУ), в управлении рабочим процессом, осуществляемым на станке (технологическая задача ЧПУ). Взаимодействие с окружающей производственной средой (терминальная задача ЧПУ) выражается в диалоге с оператором и в информационном обмене с управляющей ЭВМ более высокого ранга.